Читайте также:
|
|
Основным рабочим органом центробежного насоса (рис. 1) является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.
Рис.2. Схема центробежного насоса.
Ротор - вал с насаженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v, будет действовать центробежная сила F.
Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу (подводу 9). Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение).
Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера в форме улитки, куда поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод 10) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 11, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.
Для расчета насоса в первую очередь необходимы следующие данные:
Q, м3 /с - подача насоса (внимание, в таблице 1 размерность м3/ч);
НГ, м – геометрическая высота подачи жидкости.
Напор и частоту вращения насоса необходимо определить в расчетах.
Расчетный напор насоса расходуется на преодоление:
· (Рб-Ра)- разности давлений на свободных поверхностях жидкости в напорном и приемном резервуарах, МПа;
· НГ- геометрическая высота подъема, м;
· hr,l труб– потери напора возникающие при движении жидкости в трубопроводах, как до, так и после насоса.
Расчетного диаметр трубы определяется
, м, (3.1)
где:
Q – подача насоса, м3/с;
Vэк - наиболее экономичная скорость течения воды в трубопроводе, м/ с (принимаем ).
После расчета диаметра D подбирается трубопровод по ближайшему стандартному значению (смотри приложение Б).
По таблицам Шевелева Ф.А. (см. приложение Б) определяется средняя скорость течения и гидравлический уклон:
Vср- средняя скорость течения в трубе, м/с
I- гидравлический уклон, м
Q – подача насоса, м3/с.
Расчет потерь напора по длине
, м, (3.2)
где:
L1 и L2 – длина трубопроводов всасывающего и нагнетающего соответственно, м.
Потери напора на местные гидравлические сопротивления определяются
, м, (3.3)
где:
ε- коэффициенты местного сопротивления в различных устройствах водопроводной сети; ε = 4,5.
g – ускорение свободного падения, м/с2.
vср – средняя скорость течения в трубе, м/с.
Суммарное значение напора определяется
, м (3.4)
где:
- плотность жидкости, выбирается по таблице Шевелева (см. приложение Б), кг/м3;
Pа – давление в аппарате А, МПа;
PB – давление в аппарате В, МПа;
hl труб – потери напора по длине, м;
Нг - геометрическая высота подъема, м.
Выбирается насос по приложению В. Вписываются данные: марка и частота вращения.
Рассчитывается коэффициент быстроходности nS.
, (3.5)
где:
j - число ступеней давления насоса (принимается j=1);
z - число потоков (принимается z=1);
n– частота вращения, мин-1;
Q – подача центробежного насоса, м3/с.
По значению коэффициента быстроходности определяется примерное значение отношения диаметров D2/D0 и выбирается тип рабочего колеса (рисунок 3).
Определяется объемный КПД насоса, который обусловлен объемными потерями из-за перетекания жидкости через переднее уплотнение колеса и уплотнение втулки вала между ступенями насоса
, (3.6)
где:
ns- коэффициент быстроходности.
Рис. 3 Конструктивные типы рабочих колес.
1- тихоходное колесо, ns = 40 ÷ 80; 2 – нормальное колесо, ns = 80 ÷ 150;,3 – быстроходное колесо, ns = 150 ÷ 300; 4 – диагональное колесо, ns = 300 ÷ 600; 5 – осевое или пропеллерное колесо, ns = 600 ÷ 1200.
где обозначено:
D0 – диаметр входа жидкости в колесо;
D2 – диаметр рабочего колеса;
b2 – ширина лопастей на выходе.
Определяется приведенный диаметр, условный диаметр живого сечения входа в рабочее колесо
, м. (3.7)
Определяется гидравлический КПД насоса
. (3.8)
Механический КПД принимается .
Расчет полного КПД
. (3.9)
Рассчитывается мощность на валу
, Вт. (3.10)
Крутящий момент
, Н∙м. (3.11)
где P – мощность на валу, Вт;
π = 3,14 – постоянный коэффициент;
n – частота вращения, мин-1.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 133 | Нарушение авторских прав